Цифровой генератор инфранизкой частоты Советский патент 1976 года по МПК H03K4/02 

1

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано для контроля ряда параметров систем автоматического регулирования.

Известный цифровой генератор инфраниз- кой частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен ко входу счетчика, управляемый делитель напряжения и переключатель полярности, требует большого количества элементов дискрет ной техники и наличия сложных функциональных связей между этими элементами.

Цель изобретения - упрощение устройства

Это достигается тем, что выходы всех разрядов счетчика, за исключением выхода последнего разряда, соединены со входами управляемого делителя напряжения, а выход последнего разряда соединен со входом уп равления переключателя полярности, сигналь- ные входы которого соединены последовательно со входом управляемого делителя напряжения по делимому напряжению, при этом нагрузка генератора подключена к выходу переключателя полярности,

На чертеже 1тредставлсна структурная электрическая схема цифрового генератора 1шфранизкой частоты,

Цифровой генератор инфранизкой частоты состоит из генератора 1 тактовых импул сов, двоичного счетчика 2 (собранного, например, на триггерах), управляемого делителя напряжения 3 параллельного типа с двоично-взвешаннь мн номхшалами резисторов (2 -, R, 2 2, R, ... 2° R), и ключами 4-1 С5. , пэреключателя полярности 5 со входом управления 6 и сигнальным входом 7 и нагрузки 8.

Работает цифровой генератор инфранизкой частоты следующим образом

Принцип формирования периодических коле баний близкой к син соиде формы в цифровом генераторе инфранизкой частоты основан на свойстве параллельного делителя изменять свою входную проводимость по параболическому закону в зависимости от ко ффициента передачи делителя„

Известно, что входное сопротивление примененного делителя равно ) - коэффициент передачи делител причем J меняется от О до 1 Б зависимости от заполнен fl разрядов счетчика; - выходное сопротивление дел теля, причем + 1„- ц.1 .. -р 2 const. Тогда напряжение на нагрузке U при включении последней последовательно с входом делителя равно УоКнUoJ«(i-J) Uo 1 J«(d-,./«) J«(l-jn) где R - величина сопротивления нагрузки, а и - делимое напряжение (знак напряжения определяется переключателем полярности) . Если выполнить условие .-w) - I макс то выражение (2) может быть записано ка R i о -- (4 нвых Таким образом при заполнении емкости М первых разрядов счетчика 2 напряжение на нагрузке 8 в соответствии с формулой (4) и при вьшолнении условия (3) изменяется по параболе, положение вершины ко- торой по оси времени соответствует заполнению четверти емкости всех (П +1) разрядов счетчика, т. е. четверти периода генерируемых колебаний. По заполнении половины емкости счетчи« ка единица записывается в старший разряд счетчика 2, а все остальные разряды оказываются в исходном состоянии и напряжение на нагрузке U О. При записи ницы в старший разряд счетчика 2 последний подает сигнал на переключатель полярности 5, который инвертирует подключение нагрузки 8 и, таким образом, при следующем заполнении Ifl разрядов счетчика напряжение U будет иметь противоположКный знак. Полное заполнение счетчика 2 соответствует окончанию выходного напряжения. Если огибающая сформированного периодического напряжения соответствует двум участкам параболы, то коэффициент нелинейных (несинусоидальных) искажений будет равен К 3,8%. Для большинства слу- ни чаев применения цифровых генераторов инфранизкой частоты такая точность формирования является вполне достаточной. Вьшолнение условия (3), т. е. 4R R , или, вых н что то же самое, 2R R (R - наимен шее значение номинала резистора делителя) во многом определяет способ использования цифрового генератора ин(|ранизкой частоты. Генератор наиболее эффективно может быть использован как генератор тока инфраниз- кой частоты. В этом случае требование совпадает с определением генератора тока. Следует указать, что существует большое количество конкретных случаев, когда циф ровой генератор инфранизкой частоты должен быть использован именно как генератор тока. При таком его использовании удается наиболее просто решить, например, вопросы согласования выхода генератора с выходом транзисторных или магнитных усилительных устройств. При высокоомной нагрузке для вьшолнения условия (3) последняя должна быть зашунтирована соответствующим сО противлением. Если в конкретном случае потребуется использование писцового генератора инфраниэкой частоты как генератора напряжения, то более эффективным может оказаться исполь зование в данном устройстве последовательгного управляемого делителя, выходное сопро- тивление которого, как известно, равно этом случае вместо напр51жения U следует последовательно с выходом делителя включить источник стабильного постоянного тока, а высокоомную нагрузку через переключатель полярности подключить параллель но выходу этого делителя. Формула изобретения Цифровой генератор ин({ранизкой часто- ты, содержащий генератор тактовых импуга сов, выход которого подключен ко входу счетчика, управляемый делитель напряжения и переключатель полярности, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с пепью упрощения устройства, выходы всех разрядов счетчика, за исключением выхода последнего разряда, соединены со входами управляемого делите ля напряжения, а выход последнего разряда соединен со входом управления переключателя полярности, сигнальные входы которого соединены последовательно со входом управляемого делителя напряжения по делимому напряжению, при этом нагрузка генератора подключена к выходу переключателя полярности.

Ки 8